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Title:
WIRELESS LOCOMOTIVE DOUBLE-HEADING TEST DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/023908
Kind Code:
A1
Abstract:
A wireless locomotive double-heading test device comprises a double-heading terminal control box and a remote control, wherein the double-heading terminal control box and the remote control are connected to each other via two wireless modules. The double-heading terminal control box is connected, using a standard 27-pin double-heading connector, to a locomotive. The double-heading terminal control box is directly attached to a tail part of the standard 27-pin double-heading connector. The double-heading terminal control box comprises 27 channel selection switches, 24 digital data isolating and sampling channel, 1 resistive brake simulation data sampling and driving channel, a first single-chip microcontroller, an IO expansion module 1, and an IO expansion module 2. The IO expansion module 1 and the IO expansion module 2 are connected to and arranged on the first single-chip microcontroller. The device is universally compatible to various types of locomotives, requires a small number of operators during a test, has short preparation time and little limitation in testing location, and is simple to coordinate a test.

Inventors:
CHEN, Cheng (Yanling East Road 358, Changzhou, Jiangsu 1, 213011, CN)
JIANG, Lv (Yanling East Road 358, Changzhou, Jiangsu 1, 213011, CN)
LENG, Jiefeng (Yanling East Road 358, Changzhou, Jiangsu 1, 213011, CN)
CAO, Haihua (Yanling East Road 358, Changzhou, Jiangsu 1, 213011, CN)
GONG, Wenjia (Yanling East Road 358, Changzhou, Jiangsu 1, 213011, CN)
JIN, Danli (Yanling East Road 358, Changzhou, Jiangsu 1, 213011, CN)
Application Number:
CN2016/108542
Publication Date:
February 08, 2018
Filing Date:
December 05, 2016
Export Citation:
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Assignee:
CRRC QISHUYAN CO., LTD (Yanling East Road 358, Changzhou, Jiangsu 1, 213011, CN)
International Classes:
G01M17/08
Attorney, Agent or Firm:
CHANGZHOU XIACHENG PATENT OFFICE (GENERAL PARTNERSHIP) (Room 408, Tower C Tianan Cyber Park, Wujin,Yanling East Road 35, Changzhou Jiangsu 4, 213164, CN)
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Claims:
[权利要求 1] 一种机车无线重联试验装置, 包括重联终端控制盒和远程控制器, 两 者通过两个无线模块连接, 所述重联终端控制盒使用标准 27芯重联插 头与机车连接, 重联终端控制盒直接附于其标准 27芯重联插头尾部, 其特征是, 所述重联终端控制盒包含 27路通道选择开关、 24路数字量 隔离采样驱动通道、 1路电阻制动模拟量采样驱动通道、 1路控制电压 模拟量采样通道、 单片机一、 I/O扩展模块 1和 I/O扩展模块 2, 单片机 一上连接 I/O扩展模块 1和 I/O扩展模块 2, 27路通道选择开关一端和标 准 27芯重联插头相连, 另一端分别控制 24路数字量隔离釆样驱动通道 、 1路电阻制动模拟量采样驱动通道和 1路控制电压模拟量采样通道 , I/O扩展模块 1用于 I/O驱动 24路数字量隔离釆样驱动通道 , I/O扩展模 块 2用于 I/O采样 24路数字量隔离采样驱动通道。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的一种机车无线重联试验装置, 其特征是, 所述 远程控制器包括1个9位拨档开关、 1个带开关的滑动电阻器、 1个单刀 双掷开关、 1个紧急制动按钮、 2个通用功能的自锁开关、 3个通用功 能的按键幵关、 10个非通用功能的自锁幵关、 单片机二、 TFT液晶模 块和锂电池, 所述 9位拨档幵关与 8个 lk电阻构成 1路 9级等分电压输出 的信号模块, 然后连接单片机的牵引及惰转档位信号端口, 单刀双掷 开关连接单片机的前进信号端口和后退信号端口, 带开关的滑动电阻 器连接单片机的电阻制动电压信号端口和电阻制动设置信号端口, 2 个通用功能的自锁开关分别连接单片机的牵引工况信号端口和空压机 同步, 3个通用功能的按键幵关分别连接单片机的警铃信号端口、 空 转信号端口和手动撒砂信号端口。

[权利要求 3] 根据权利要求 2所述的一种机车无线重联试验装置, 其特征是, 所述 单片机二上连接紧急制动按钮。

[权利要求 4] 根据权利要求 2所述的一种机车无线重联试验装置, 其特征是, 所述 单片机二上连接 TFT液晶模块。

Description:
发明名称:一种机车无线重联试验装置 技术领域

[0001] 本发明涉及内燃机车技术领域, 尤其是一种机车无线重联试验装置。

背景技术

[0002] 现有机车的重联试验需要另一台机车重联起来 试验, 或者建立地面模拟重联试 验台进行试验, 因各种车型的重联接口定义有一定的区别, 重联试验的另一台 机车必须是相同型号的机车或具有相同接口定 义的其他类型机车, 地面模拟试 验台也必须具有适应多种接口定义的能力, 配合试验的机车或地面试验台与被 试验机车都需要操作人员, 需要多人配合才能完成试验, 场地限制多、 准备时 间长、 试验协调不易。

技术问题

[0003] 为了克服现有的重联试验装置需要多人配合才 能完成试验, 场地限制多、 准备 时间长、 试验协调不易的不足, 本发明提供了一种车无线重联试验装置。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明解决其技术问题所釆用的技术方案是: 一种机车无线重联试验装置, 包 括重联终端控制盒和远程控制器, 两者通过两个无线模块连接, 所述重联终端 控制盒使用标准 27芯重联插头与机车连接, 重联终端控制盒直接附于其标准 27 芯重联插头尾部, 所述重联终端控制盒包含 27路通道选择开关、 24路数字量隔 离釆样驱动通道、 1路电阻制动模拟量釆样驱动通道、 1路控制电压模拟量采样 通道、 单片机一、 I/O扩展模块 1和 I/O扩展模块 2, 单片机一上连接 I/O扩展模块 1 和 I/O扩展模块 2, 27路通道选择幵关一端和标准 27芯重联插头相连, 另一端分别 控制 24路数字量隔离釆样驱动通道、 1路电阻制动模拟量釆样驱动通道和 1路控 制电压模拟量采样通道, I/O扩展模块 1用于 I/O驱动 24路数字量隔离采样驱动通 道, I/O扩展模块 2用于 I/O采样 24路数字量隔离釆样驱动通道。

[0005] 根据本发明的另一个实施例, 进一步包括所述远程控制器包括 1个 9位拨档幵关 、 1个带幵关的滑动电阻器、 1个单刀双掷开关、 1个紧急制动按钮、 2个通用功 能的自锁开关、 3个通用功能的按键幵关、 10个非通用功能的自锁开关、 单片机 二、 TFT液晶模块和锂电池, 所述 9位拨档开关与 8个 lk电阻构成 1路 9级等分电压 输出的信号模块, 然后连接单片机的牵引及惰转档位信号端口, 单刀双掷开关 连接单片机的前进信号端口和后退信号端口, 带开关的滑动电阻器连接单片机 的电阻制动电压信号端口和电阻制动设置信号 端口, 2个通用功能的自锁幵关分 别连接单片机的牵引工况信号端口和空压机同 步, 3个通用功能的按键开关分别 连接单片机的警铃信号端口、 空转信号端口和手动撒砂信号端口。

[0006] 根据本发明的另一个实施例, 进一步包括单片机二上连接紧急制动按钮。

[0007] 根据本发明的另一个实施例, 进一步包括单片机二上连接 TFT液晶模块。

发明的有益效果

有益效果

[0008] 本发明的有益效果是, 本装置适合多种车型, 试验吋所需的工作人员少, 准备 吋间短, 场地限制少, 试验协调便捷。

对附图的简要说明

附图说明

[0009] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0010] 图 1是本发明的结构示意图;

[0011] 图 2是重联终端控制盒电路结构图;

[0012] 图 3是数字量采样驱动电路原理图;

[0013] 图 4是电阻制动信号采样驱动电路原理图;

[0014] 图 5是控制电压采样电路原理图;

[0015] 图 6是远程控制器电路原理图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0016] 如图 1、 2、 6是本发明的结构示意图, 一种机车无线重联试验装置, 包括重联 终端控制盒和远程控制器, 两者通过两个无线模块连接, 所述重联终端控制盒 使用标准 27芯重联插头与机车连接, 重联终端控制盒直接附于其标准 27芯重联 插头尾部, 所述重联终端控制盒包含 27路通道选择开关、 24路数字量隔离采样 驱动通道、 1路电阻制动模拟量采样驱动通道、 1路控制电压模拟量釆样通道、 单片机一、 I/O扩展模块 1和 I/O扩展模块 2, 单片机一上连接 I/O扩展模块 1和 I/O扩 展模块 2, 27路通道选择开关一端和标准 27芯重联插头相连, 另一端分别控制 24 路数字量隔离采样驱动通道、 1路电阻制动模拟量采样驱动通道和 1路控制电压 模拟量采样通道, I/O扩展模块 1用于 I/O驱动 24路数字量隔离釆样驱动通道, I/O 扩展模块 2用于 I/O釆样 24路数字量隔离采样驱动通道, 远程控制器包括 1个 9位拨 档开关、 1个带开关的滑动电阻器、 1个单刀双掷开关、 1个紧急制动按钮、 2个 通用功能的自锁开关、 3个通用功能的按键开关、 10个非通用功能的自锁幵关、 单片机二、 TFT液晶模块和锂电池, 所述 9位拨档开关与 8个 lk电阻构成 1路 9级等 分电压输出的信号模块, 然后连接单片机的牵引及惰转档位信号端口, 单刀双 掷开关连接单片机的前进信号端口和后退信号 端口, 带开关的滑动电阻器连接 单片机的电阻制动电压信号端口和电阻制动设 置信号端口, 2个通用功能的自锁 幵关分别连接单片机的牵弓 I工况信号端口和空压机同步, 3个通用功能的按键开 关分别连接单片机的警铃信号端口、 空转信号端口和手动撒砂信号端口, 单片 机二上连接紧急制动按钮, 单片机二上连接 TFT液晶模块。

[0017] 本装置适用于符合 AAR标准的具有 27芯重联插座的机车的重联试验。

[0018] AAR标准推荐使用的 27 芯定义: [1】功率减载、 [ 2 ]报警信号、 [3]D闺、 [ 4 ]控制 负、 [5]紧急制动撒砂、 [6]牵引工况信号、 [7]C阔、 [S]前进信号、 [9]后退信号、 [ 10]空转信号、 [11】备用、 [12]B阀、 [13]控制正、 [14]停放制动状态、 [15]A1阀、 [1 6】柴油机运转、 [17]电阻制动设置信号、 [18]单元选择电路、 [19]第二负端、 [20] 电阻制动提示信号、 [21]电阻制动信号、 [22]空压机同步信号、 [23]手动撒砂信 号、 [24]电阻制动位置信号、 [25]头灯信号、 [26]备用、 [27]备用, 实际已有机车 基本都是遵循这个定义来设计 (非必要信号针脚的定义有所区别) , 本装置能 够适应针脚的不同定义, 因此本装置还具有通用性。

[0019] 本装置包括重联终端控制盒及远程控制器两部 分, 通过无线模块传输指令及数 据。 [0020] 重联终端控制盒使用标准 27芯重联插头与机车连接, 控制盒直接附于插座尾部

[0021] 重联终端控制盒系统包含 27路通道选择开关、 24路数字量隔离釆样驱动通道、 1路控制电压模拟量采样通道、 1路电阻制动模拟量采样驱动通道、 At meg al6L单 片机、 I/O扩展模块 1、 I/O扩展模块 2及 n RF24L01无线模块, 整个控制器由标准 2 7芯重联插头中的控制正及控制负通过隔离电 模块降压供电。

[0022] 27路通道选择幵关对应 AAR标准的每项功能定义, 一端连接釆样驱动通道, 另 一端连接标准 27芯重联插头, 用于切换针脚连接, 匹配不同针脚定义的车型, 默认使用 AAR推荐定义, 当机车针脚定义与推荐不同, 通过拨动通道选择开关 切换到与当前通道功能定义相对应的机车针脚 。

[0023] 如图 3所示, 24路数字量隔离釆样驱动通道用于各开关量针 信号的釆样及控 制, 通道使用光耦隔离采样及 MOS放大驱动输出, 单片机的采样及驱动电压等 级是 5V, 而机车针芯的电压较高, 光耦隔离采样可以适用宽电压范围的开关量 信号的输入, MOS驱动电路也可以适用宽电压范围的放大驱动 输出。

[0024] 如图 4所示, 1路电阻制动模拟量采样驱动通道用于电阻制 信号电压值的采样 及模拟电压值的输出, 通道具有电压跟随器及分压电阻构成的衰减电 路, 同时 还具有 DA 模块及运放构成的放大电路, 电阻制动信号需要衰减 25倍后输入单片 机的模拟通道, 单片机通过改变 PWM的占空比驱动 DA模块调节输出电压大小, DA模块输出的电压范围在 0〜4.5V之间, 需要放大 25倍后输出到重联插头针脚, 模拟电阻制动信号输出。

[0025] 如图 5所示, 1路控制电压模拟量采样通道用于控制电压值 采样, 通道具有电 压跟随器及分压电阻构成的衰减电路, 机车的控制电压大致有 74V及 110V两种, 电压范围在 60V〜120V之间, 单片机的模拟量通道输入电压范围在 0〜5V, 控制 电压需衰减 25倍后输入单片机的模拟量通道。

[0026] 单片机使用 Atme讼司的 Ataegal6L, 该芯片是高性能、 低功耗的 8位 AVR微 处理器, 使用先进的 RISC结构, 工作于 16

MHz频率, 具有四通道的 PWM输出、 8路 10位 ADC输入、 1路 SPI串行接口、 具 有独立片内振荡器的可编程看门狗及 44个 I/O口, 芯片工作电压 2.7V〜5.5V, 工 作温度范围 -40°C〜85°C;

[0027] I/O扩展模块 1及 I/O扩展模块 2用于增加 Atme ga 16L单片机的输入输出口, 其中 1/ 0扩展模块 1用于扩展输出 (用于数字量信号的驱动) , I/O扩展模块 2用于扩展 输入 (用于数字量信号的釆样) , 与单片机通过串口通讯;

[0028] 重联终端控制盒与远程控制器通过一组 n RF24L01无线模块双向交换数据, 发 射功率 100mw, 有效通讯距离 1000m, 使用 SPI串行接口与单片机通讯。

[0029] 单片机使用两个 10扩展模块采样及驱动重联线中的 24个数字量信号, 通过 1路 P WM信号调节重联线中电阻制动信号的电压, 通过 2路 AD采样重联线中的电阻制 动信号电压及控制电源电压, 使用 SPI接口与无线模块通讯;

[0030] 远程控制器模拟重联机车功能, 包含 1个 9位拨档开关 (牵引及惰转档位信号) 、 1个带开关的滑动电阻器 (电阻制动设置信号及电阻制动电压信号) 、 1个单 刀双掷开关 (前进信号及后退信号) 、 1个紧急制动按钮、 2个通用功能的自锁 幵关 (牵引工况信号、 空压机同步信号) 、 3个通用功能的按键开关 (警铃信号 、 空转信号、 手动撒砂信号) 、 10个非通用功能的自锁开关 (TL1、 TL11、 TL1 4、 TL18、 TL19、 TL20、 TL25、 TL26、 TL27) 、 Atmegal6L单片机、 TFT液晶 模块、 nRF24L01无线模块及锂电池;

[0031] 各路开关用于模拟机车控制指令, Atme ga 16L单片机釆样开关信号 (根据安全 导向要求, 单片机 10输入配置成上拉, 即低电平有效) , 根据相关逻辑, 通过 n RF24L01无线模块传送控制指令, 通过 TFT液晶模块显示相关参数及开关信号状 态, 锂电池用于给整个远程控制器供电;

[0032] 9位拨档开关与 S个 lk电阻构成 1路 9级等分电压输出的信号模块, 单片机采样这 个电压信号判断牵引的 8个档位及惰转档位。

[0033] 带开关的滑动电阻器输出一个变阻器起始开关 量信号及可调电压信号, 单片机 采样这个开关量信号作为电阻制动设置信号, 同吋采用这个可调电压信号作为 电阻制动档位信号。

[0034] 单刀双掷幵关提供司控器手柄方向信号, 包括前进信号及后退信号 2个开关量 信号, 单片机判断为前进和后退 2个方向状态, 如果开关处于中间位置, 则单片 机判断司控器手柄在中立位。 [0035] 紧急制动按钮不仅用于试验紧急制动撒沙功能 , 并且能在机车发生突发状态时

, 远程触发紧急制动, 保证试验现场的安全。

[0036] 远程控制器做为主机, 发送控制指令及心跳信号。 重联终端控制盒接收到远程 控制器发出的控制指令后, 执行相应的操作, 接收到远程控制器的心跳信号后

, 则反馈采样到的数据, 如果在 Is内收不到心跳信号, 则判断为通讯失败, 立即 停止所有端口的输出, 保证试验的安全。

[0037] 以上说明对本发明而言只是说明性的, 而非限制性的, 本领域普通技术人员理 解, 在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的 情况下, 可做出许多修改、 变化或等效, 但都将落入本发明的保护范围内。